写得不是很清楚。
上一个思路：用空间办法解决时间问题。
做一个能快速查询的线性存储。

我大致了解 楼主的需求 和 两种解法的思路。个人认为，算法一可行(复杂度= O(房间的数量+文件的数量))，算法二不可行(复杂度过高)，没必要这么做。
核心需求：小明拥有X把钥匙，共有N份文件，请设计算法，算出小明能取到哪些文件？
因为楼主并没有指出 输入的数据是什么？
所以我假设 楼主的输入数据是 ： 整颗树的层级关系 和 各个房间拥有的文件编号，总钥匙数量=总房间数量(也就是一把钥匙开一个房间，一个房间只有一把钥匙)。
比如输入

struct Room
{
    int [] files; //拥有的文件列表编号 
    int parentRoomId;//这个房间的 父房间编号 
    int id;//当前房间的编号 id 
};

为什么我说方式一合理？
因为方式一的算法就是 线性的，复杂度 = O(钥匙的数量 + 文件的数量)；
假如楼主的问题是 说 钥匙数量太多，请问这个钥匙数量会多到什么程度，会超过100w吗？如果不会的话，
算法一程序执行速度应该不是问题。
实现过程需要一个 标记数组 和一个队列q 。
假设有allKeys 个房间，也就是有allKeys 把钥匙。
标记数组 bool checked[i] ; 表示 第 i 个房间我们已经遍历过了。
q用来存放我们即将遍历的房间。
伪代码：

#include<stdio.h>
#include<queue>
using namespace std;
struct Room
{
    int [] files; //拥有的文件列表编号 
    int parentRoomId;//这个房间的 父房间编号 
    int id;//房间id 
};
int main(){
    //输入，我们得到了roomList数组 , 一开始我们拥有的钥匙 
    Room roomList[128]; // 树的层级关系 
    int [] begin_we_have_keys; //一开始我们拥有的钥匙
    //输出：
    bool hasFile[] ; // hasFile[i] = true，表示编号为i的这个文件我们拿到了。 
    //核心代码  
    queue<Room> q;   //一个栈 
    bool [] checked;  //标记数组 
    for(int i = 0; i< begin_we_have_keys.length ; i++) {
        if(!checked[i]){
            q.add(roomList[i]);//即将访问的房间 
            checked[i] = true; //表示已经遍历过了这个房间   
        }
    }
    
    while(q.size()>0){
        Room top = q.pop(); 
        for(int i : top.files){ //拿到这个房间的所有书 
            hasFile[i] = true;
        } 
        if(!checked[top.parentRoomId]){ //检查父房间是不是访问过，没有的话，继续访问。 
            q.push(roomList[top.parentRoomId]);
        }
    }
    //遍历输出我们拿到的文件编号
    for(int i=0; i< allFiles;i++){
        if(hasFile[i]==true){
            printf("%4d ",i);
        }
    } 
}

通过代码可以看到，复杂度=O(房间数 + 文件数) ， 其实这就是 【拓扑排序】 的过程。
我个人认为拓扑排序就可以解决这个问题，希望对你有帮助，欢迎一起讨论，谢谢。